Способ регулирования процесса синтеза аммиака Советский патент 1982 года по МПК C01C1/04 G05D27/00 

(5) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА Изобретение относится к способам автоматического регулирования процес са синтеза аммиака и может быть использовано в химической промышленнос ти. Известен способ автоматического регулирования процесса синтеза аммиака путем регулирования температуры на выходе испарителя изменением подачи жидкого аммиака, поступающего в испаритель, с.использованием принципа регулирования по ошибке ij . К недостатку этого способа относится то, что при изменении параметров объекта, что наблюдается, например, вследствие изменения нагрузки по свежей смеси -(так, в производстве аммиака из кокосового газа нагрузка может меняться в +-5 раз), при замет ном изменении задания по.температуре 2,(ма 10-15) или при переполнении испарителя качество регулирования па раметром tjn. становится явно неудовл СИНТЕЗА АММИАКА ворительным. Это может приводить к недопустимым колебаниям температуры в зоне реакции, зависящей от параметра , а иногда и к потере устойчивости системы регулирования. Как правило, в таких случаях для сохранения работоспособности либо поддерживают температуру tjx несколько ниже требуемой (это увеличивает запас устойчивости колонны синтеза)J либо вообще отключают регулятор и переходят на ручное управление. И первое и второе приводит к заметному увеличению потерь на производстве аммиака. Цель изобретения - уменьшение затрат на производство единицы целевого продукта за счет улучшения качества регулирования. .Поставленная цель достигается тем, что при регулировании температуры на выходе испарителя вводят коррекцию по уровню жидкого аммиака в испарителе. 3Э На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство состоит из объекта 1, измерителя 2 температуры вторимной конденсации, элемента 3 сравнения, эадатчика, регулятора 5, регулирующего органа - вентиля 6 подачи жидкого аммиака в испаритель, измерителя 7 уровня в испарителе элемента 8, формирующего разность между величиной аварийного ограничения по уровню и константой А (равной 0,2-0,5м и задатчика 9 ограничения по уровню.. В качестве регулятора 5 используется аналоговый регулятор с переменными параметрами настройки со структурой (1) Кр(е + либо аналогичный по работе цифровой регулятор типа еп-епи m Кр (en + 1Дь + D. (2) где m - выходная величина регулятора;е - величина рассогласова ния (в данном случае разность между значением температуры вторичной конденсации 121, и ее заданием 3t2n ; Кр, R, О - коэффициент усиления, время изодрома и время предварения регулятора; п - номер шага. Вентиль 6 является по своей конструкции нормально-закрытым, т.е. с увеличением сигнала выдаваемого на вентиль, расход жидкого аммиака в испаритель увеличивается. Величины Кр, R, D задаются в нормальном режиме эксплуатации, зависящими от величины уровня. В аварийном случае - при переполнении испарителя (т.е. в случае, когда уровень h боль ше рабочего ограничения ( ) параметры настройки Кр, R, D задаются такими, чтобы это обеспечило автоматическое снижение уровня (устранение аварии) и восстановление работоспособности испарителя (при,перепол нении испарителя резко ухудшается охлаждение циркуляционного газа, что увеличивает температуру и вызывает резкое ухудшение работы колонны синтеза вследствие роста содержания аммиака в смеси на входе в зону реак4ции), а именно, для прекращения подачи жидкого аммиака автоматически устанавливается нулевой коэффициент усиления (КР о) и для обеспечения безударного переключения регулятора выводится на бесконечность время изодрома (R 00 , т.е. -i 0). Устройство работает следующим образом. Сигнал о значении температуры t2K. измеряется на объекте 1 при помощи измерителя 2 и вводится в элемент сравнения 3, где формируется величина рассогласования между текущим значением температуры t2K и ее заданием 3t2K , вводимым при помощи задатчика (величина е). Сигнал по максимально допустимому значению уровня Недопоступает от задатчика 9 к элементу 8, где формируется величина разности А. Эта разность вводится затем в регулятор 5 и используется при формировании параметров настройки. Рассогласование е поступает на регулятор 5, который вырабатывает сигнал, изменяющий при помощи вентиля 6 подачу жидкого аммиака. Параметры настройки регулятора 5 изменяются в соответствии с величиной уровня h, замеренного при помощи измерителя 7. В нормальном режиме эксплуатации (при h 4 ,- А) прсисходит такое изменение параметров настройки регулятора в зависимости от уровня, чтобы обеспечить оптимальное в определенном смысле качество поддержания в динамике величины toк относительно задания сли же испаритель переполняется вследствие любых причин (h ;; ) то происходит изменение параметров настройки, при котором прекращается подача жидкого аммиака и авария автоматически устраняется. Таким образом, за счет изменения параметров настройки регулятора осуществляется высококачественное селективное регулирование тем.пературы tj и уровня h (в аварийном режиме), причем целью изменения уровня при авариях является реализация на объекте требуемого значения температуры . Формула изобретения Способ регулирования процесса синтеза аммиака путем регулирования температуры на выходе испарителя изменением подачи жидкого аммиака, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат на производство единицы целевого продукта за счет улучшения качества регулирования, при регулировании температуры на выходе испарителя вводят коррекцию

по уровню жидкого аммиака 9 испарителе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Андреев Ф. А. и др. Технология связанного азота. М., Химия, 1966, с. 315-316.